公路設(shè)計中軟土地基的設(shè)計策略

馬 棟

(臨汾市交通勘察設(shè)計院，山西 臨汾 041000)

1 軟土地基設(shè)計相關(guān)介紹

1.1 內(nèi)容介紹

軟土地基主要是指含水率高、孔隙比大、粘聚力小、壓縮性強、承載力低的地基，通常包括泥炭、淤泥等土質(zhì)組成。公路工程建設(shè)期間，若涉及此類地基，需要通過設(shè)計有效處理。對于工程展開全面勘察，掌握地質(zhì)信息，分析勘察數(shù)據(jù)，并制定合理的處理方案，展開小范圍施工，通過試驗結(jié)果，對于設(shè)計方案進行優(yōu)化。軟土地基當(dāng)中，淤泥含量較多，因此對施工十分不利。

1.2 設(shè)計原則

軟土地基的設(shè)計應(yīng)遵循特定原則，才能保證設(shè)計質(zhì)量，提高地基承載性能，確保公路工程的建設(shè)質(zhì)量，達到規(guī)定使用年限，控制后期出現(xiàn)沉降量過高的問題。具體而言，應(yīng)遵循如下原則：(1)針對公路工程，通常應(yīng)避開含有高粘度填土、深厚軟土的地基，若難以避開，還可對比路橋施工方案，適當(dāng)運用橋梁結(jié)構(gòu)；(2)按照現(xiàn)場的地質(zhì)情況，從工程造價、工期等角度分析，結(jié)合不同施工技術(shù)運用對于工程進度的影響，合理設(shè)計地基處理方案。

1.3 設(shè)計方法

在公路工程中，軟基問題十分常見，并且地基處理的難度較高，也是設(shè)計面臨的難點部分。設(shè)計軟土地基時，需要保證設(shè)計方法運用科學(xué)合理，能夠結(jié)合施工問題優(yōu)化設(shè)計，從實際出發(fā)，選擇軟土地基的處理方法，具體如下。

(1)置換法，針對公路地基內(nèi)部和施工要求不符的土質(zhì)，可使用機械進行挖掘，換填其他符合施工要求的材料，有效提高地基的承載力，控制后期沉降問題。使用此方法能夠較好地將軟土地基施工問題進行解決，但是此方法的運用對于軟土深度有要求，需要確保其深度在3.0 m以內(nèi)。

(2)排水固結(jié)，此方法也稱預(yù)壓法，主要是從軟土地基對外部施加荷載，將基礎(chǔ)內(nèi)部水快速排除，固結(jié)地基，此方法的運用能夠?qū)⒌鼗量紫侗瓤s小，進而提高其強度以及承載力，控制后期沉降問題。

(3)動力固結(jié)，使用機械設(shè)備吊起夯錘，利用夯錘自由下落產(chǎn)生的沖擊力，對于軟土路基進行壓實，進而提高其穩(wěn)定性。要注意動力固結(jié)方法對于基土當(dāng)中含水率過高的情況不適用，也不適用在軟土層較厚的路基當(dāng)中。

2 軟土地基的幾種處理措施

2.1 使用砂墊層

處理軟土地基時，可利用砂墊層，提高軟土地基的排水和固結(jié)效果。具體可使用袋裝砂井，還應(yīng)配合砂墊層、土工格珊等，由于此方法施工流程簡單，并且成本低廉。具體運用時，需要將袋裝砂井置于砂墊層上方，并在砂墊層的上方布置土工格柵，土工格柵的使用可在一定程度上起到為路基的加筋效果，以免路基發(fā)生側(cè)面滑移問題，能夠提高地基穩(wěn)定性。施工過程，應(yīng)對砂墊層厚度嚴格控制，使其處于30～80 cm之間，防止砂層過厚、過薄等對于施工質(zhì)量造成影響。

2.2 換填技術(shù)

換填技術(shù)主要是將軟土地基內(nèi)部土質(zhì)使用符合施工要求的填土進行換填，將軟土地基當(dāng)中含有淤泥土層的問題解決。應(yīng)用此技術(shù)，需要先將地基內(nèi)部表層土去除，之后利用換填土展開施工。換填過程，優(yōu)選透水性優(yōu)良的砂土、碎石等，分層換填。同時，選擇透水性良好的填料，在填料兩側(cè)利用天然礫石展開填筑施工，注意填筑寬度的控制為1 m。除此之外，還需重點關(guān)注風(fēng)積砂材料質(zhì)量的控制，其中不可含有過多水分，以免對地基承載力產(chǎn)生影響，保證換填之后路基的穩(wěn)定性。

2.3 夯實砂樁

具體而言，夯實砂樁主要有兩種方法，第一是振動夯實；第二是沖擊夯實，使用此處理方法，重點是利用砂石，使用夯實機械，將砂石向軟基當(dāng)中擠入，提高結(jié)構(gòu)密度以及穩(wěn)定性，進而提升軟土地基強度。應(yīng)用此方法需要注意，該技術(shù)適合應(yīng)用在軟土地基深度在20 m以內(nèi)的項目當(dāng)中，才能保證地基處理效果。

2.4 旋噴注漿法

使用高壓旋噴裝置， 噴射泥漿， 對于軟土路基進行加固處理。施工過程需要將實際情況考慮其中，對于注漿管位置科學(xué)設(shè)計，并且對于鉆機設(shè)備合理設(shè)計，保證注漿管放置位置科學(xué)合理，注漿參數(shù)設(shè)計合理，通過高壓流，將泥漿沖入路基土體內(nèi)部，形成高強度地基，改善軟土地基性能。運用此加固技術(shù)，需要保證注漿壓力超過20 MPa，同時，該技術(shù)應(yīng)用范圍較廣，適合應(yīng)用在砂土、粉土、碎石等軟土地基當(dāng)中，通過高壓旋噴這一注漿技術(shù)處理軟土地基，還需關(guān)注高壓泵和制漿機等設(shè)備的使用，合理設(shè)置設(shè)備參數(shù)。

3 工程案例

3.1 項目概況

本工程為高速公路軟基設(shè)計項目。結(jié)合地質(zhì)勘察報告，可以看出，軟土地基的上層土為粉質(zhì)粘土，厚度在1.5～2.5 m之間，地基下層土為淤泥軟土，厚度在1.0～2.5 m之間，軟土地基具有較高的含水量，且壓縮性高。軟土地基長度約13 km，占據(jù)工程總長度80%，因此，需要對軟土地基合理設(shè)計，才能保證工程整體建設(shè)質(zhì)量。

3.2 設(shè)計方案

結(jié)合本工程看勘察報告，按照施工要求，該項目的填土預(yù)壓施工需要消耗8個月時間，實際填土層高度超過1.5 m，所以工期緊張，要通過地基設(shè)計，對于軟土路段展開有效處理信息如表1所示。

3.3 設(shè)計效益

按照上述方案，展開公路的軟基處理施工，結(jié)合道路實際沉降量數(shù)據(jù)，可以看出，橋頭段設(shè)計允許沉降量72 mm，實際沉降量40 mm；過渡區(qū)設(shè)計允許沉降量162 mm，實際沉降量98 mm；常規(guī)路段設(shè)計允許沉降量356 mm，實際沉降量150 mm，均處于允許范圍之內(nèi)，施工質(zhì)量和規(guī)范要求相符，能夠為行車安全提供保障。

表1 為軟土地基的設(shè)計方案表

4 結(jié)束語

總之，公路工程屬于基建工程種類之一，部分工程屬于市政項目，由政府部門直接領(lǐng)導(dǎo)和實施，因此需要高度關(guān)注軟基公路的設(shè)計工作，保證公路建設(shè)遇到不同軟土地基時，使用有效方法作出處理。結(jié)合公路工程實際情況，因地制宜，優(yōu)化軟基設(shè)計，合理確定設(shè)計方案，保證設(shè)計內(nèi)容和施工要求相符，控制建設(shè)成本，保證公路工程的設(shè)計質(zhì)量，促使交通運輸行業(yè)發(fā)展。